Neumo I
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CONTROL CENTRAL input output
SENSORES EFECTORES
Quimioreceptores M. Respiratorios:Recep. Pulmonares - diafragma
-intercostales - abdominales
PO2 y PCO2 constantes.
TRONCO ENCEFALICO
VOLUNTARIO
Protuberancia
Bulbo
Los centros de control respiratorio
se encuentran en el tronco
encefálico
Los centros de control respiratorio generan un patrón cíclico de respiración
Centro Medular (área rítmica):- Grupo Dorsal inspiración - Grupo Ventral inspiración y espiración
(ejercicio) Centro Neumotáxico:
- Inhibe la inspiración Centro Apnéustico: - Estimula la inspiraciónAmbos modifican la actividad del área rítmica.
Centro Medular (área rítmica):- Grupo Dorsal
núcleo del fascículo solitario (NFS)
- Grupo Ventral núcleo ambiguo y retroambiguo Centro Neumotáxico: núcleo parabraquial medio
Localizados en la formación reticular cerca de la parte inferior del 4tob. Ventrículo.
Actividad espontánea. Grupo Dorsal:
Se proyectan contralateral hacia la médula vía los frénicos.
Se localización dentro del núcleo del tracto solitario.
Control sobre la rampa inspiratoria.
Grupo Ventral: Asociado a diferentes núcleos en la médula
oblongada. Posee tanto céluas inspiratorias y expiratorias.
Generación del ritmo respiratorio. Mec. desconocido, complejo pre-Botzinger como
marcapasos. Grupo Respiratorio Pontino (Neumotáxico):
localizado en la porción sup. del puente Funciona como un filtro sobre el patrón
respiratorio. Inhibición de la rampa inspiratoria.
Centro Apnéustico: Formación reticular por encima del c. neumotáxico. Promueve la apneusis??, si los vagos son
seccionados. Mecanismo de corte (cutoff)
Vías Espinales: Vias corticales, GND y GNV se proyectan a la
medula a traves de la sustancia blanca inervando motoneuronas
El nervio vago es importante regulador del sistema cardiopulmonar.
Por sus aferecias al SNC (médula): Reflejo Hering-Breuer y el paradógico (bloque
parcial). Invervación sensorias de las vía aéreas. Quimioreceptores y baroreceptores aórtiocos
Eferencias (órganos): Broncomotor, secreción bronquial.
Respiración luego de sección vagal
Vías nerviosas
• Vías ascendentesDe los quimioreceptores, ramas para-simpáticas del nervio vago y glosofaringeo se dirigen al área rítmica.
• Vías descendentesAxones de las neuronas del núcleo del fascículo solitario (se dirigen a las motoneuronas del nervio frénico) y las del núcleo ambiguo y retroambigüo (a las neuronas motoras de los músculos resp. y accesorios de la respiración).
GV
CI
CE- R. de estiramiento pulmonar
- Propioceptores de la pared toráxica
Controlador del Tronco Encefálico
GD
CI
NEUMOT
APNE
P
B
M
(-)
(-)
(-)(+)
- músculos accesorios de
la resp.
- Quimioreceptores
- Diafragma
- Músculos intercostales
Cerebelo
NTS : núcleo del tracto solitario
Núcleo ambiguo
Núcleo retroambiguo
Grupo dorsal (inspiración)(aferentes: vago y glosofarg.)
Grupo ventral
Centro neumotáxico (-)
Centro apnéustico (+)
Área Rítmica Área Rítmica • Controla el ritmo básico de la respiración.
• Existen neuronas espiratorias e inspiratorias.
• Impulsos inspiratorios (2seg) alcanzan al diafragma por medio de los nervios frénicos y los intercostales externos.
• Los impulsos espiratorios (3seg) provocan la contracción de los músculos intercostales internos y de los abdominales, disminuyendo la cavidad torácica, y dando lugar a una espiración forzada.
Área Neumotáxica Área Neumotáxica
• Se ubica en la parte superior de la protuberancia.
• Su función es limitar la inspiración, transmitiendo impulsos inhibidores continuos al área inspiratoria.
• Desconecta el área inspiratoria antes que entre demasiado aire en los pulmones.
• Cuando el área neumotáxica es más activa, la velocidad respiratoria es mayor.
El Área ApnéusicaEl Área Apnéusica
• Ubicada en la parte inferior de la protuberancia.
• Coordina la transición entre inspiración y espiración.
• Su función es inhibir la espiración y estimular
la inspiración.
Prolonga la inspiración y por lo tanto la FR.
QUIMIORECEPTORES
-Periféricos-Centrales
PERIFERICOS En cuerpos carotídeos = bifurcación de
arterias carótidas. Responden a cambios de PO2 y en menor grado a cambios PCO2 y pH.
En cuerpos aórticos = encima y debajo del arco aórtico. Responden a cambios de PO2.
CENTRALES En la superficie ventral del tronco
encefálico. Responden a cambios de PCO2 y de la [H+] arterial.
Shirahata & Sham 1999
Los cuerpos carotídeos contienen (*):
• ACh
• Dopamina
• Adrenalina
• Noradrenalina
• 5HT (serotonina)
• Sustancia P
?
PO2
Ca2
+
Ca2+K+
Nervio del CCarotídeo/vago
Célula Tipo I
Aumento de la descarga de las fibras aferentes
*
Alto flujo sanguíneo por gramo de tejido.
Alto consumo de oxígeno. Pequeña diferencia arterio - venosa.
Resumen de los reflejos regulatorios de la ventilación
PCO2 plasma
PCO2 LCR PCO2 arterial
CO2 H+ + HCO3- CO2 H+ + HCO3-
Estímulo QR Estímulo QR centrales periféricos
Ventilación
PO2 plasma PCO2 plasma
PO2 plasma < 60 mmHg
GVentral
Glut GABA
Glyc
(+) (-)
GDorsal Glut (+)
GABA (-)
QR
periféricos
ACh Dopamina (+) (-)
QR centrales (Ach)
Vías aferentes pulmonares
Raphe
Centro pneumotaxic (puente) Glutamato
5-HT
Glutamato
Sustancia P
Glutamato
Sustancia PGlutamato
GABA
TRH
SPGABA
ACh
NA
Opioides
En la médula ventral anterior:› neuronas serotoninérgicas› glutamato› Receptores muscarínicos› GABA
respuesta al CO2
Uniones celulares de baja resistencia Canales TASK (poros selectivos abiertos al K+)
Canales de inK+ (inward rectifier)
Proteinas de membrana transportadoras de iones (i.e., intercambiador Na+/H+)
Respuestas integradas de los
QUIMIORECETORES
Controla la presión normalPACO2 = + 3 mm Hg
Vent Para un valor dado de PAO2 mm Hg
PACO2 , la ventilación 37
aumenta cuando la 40 47
PACO2 disminuye. 110 ó más
20
20 30 40 50 PACO2
Para un valor dado de PAO2 < 100 mm Hg, Ventla ventilación aumenta sólo cuando el PACO2 50 PACO2 mm Hg
es mayor que lo normal
El efecto combinado de 30 de ambos estímulos es 48
mayor que cada uno por 43 separado. 10 36
40 60 80 100 120
PAO2
› O2 y pH Quimioreceptores periféricos (carotídeos, aórticos)
Neuronas sensoriales aferentes
› CO2
Quimioreceptores centrales
› Emociones y control voluntario Centros respiratorios superiores Sistema límbico
Grupo Dorsal (inspiración)Grupo Ventral (espiración)
Grupo Dorsal (inspiración)› Neuronas somatico motoras
Escaleno y esternomastoideo Intercostales externos diafragma
Grupo Ventral (espiración)› Neuronas somatico motoras
Intercostales internos Músculos abdominales
Tiempo de la respiración
• La respiración es un evento cinético. La duración de cada respiración (Ttot) depende de la frecuencia respiratoria. La fuerza de contracción del músculo inspiratorio y la duración de la inspiración (TI) controlan el volumen tidal (VT). La espiración normalmente es pasiva durante el tiempo disponible (TE).
RECEPTORES DE ESTIRAMIENTO PULMONAR Responden a la distención pulmonar, aumenta el
tiempo espiratorio y disminuye la frecuencia. Lentos (SAR) = En músculo liso. tiempo
espiratorio (se detiene la resp). FR. Reflejo Hering-Breuer (INSP. OFF) Mecanoreceptores, quimioreceptores.
Rápidos (RAR) = En células epiteliales. FR. Reflejo de deflación (INSP. ON). Mecanoreceptores, quimioreceptores.
YUXTACAPILARES ó YUXTALVEOLARES (J)- Responden a la congestión pulmonar.- En paredes capilares y alveolares.- Taquipnea, Disnea.
IRRITANTES- Responden a poluantes y a temperatura.- En células epiteliales de vías superiores.- Hiperpnea, Broncoconstricción.
SUPERIORES- Responden a estímulos mecánicos y químicos.- En células epiteliales de vías superiores.- Tos, Broncoespasmo, estornudo
Sistema GammaSistema Gamma
• Son receptores que miden la elongación muscular.
• Forman parte de muchos músculos (intercostales, diafragma)
• Esta información se usa para controlar la potencia de la contracción muscular.
• Participan en la sensación de disnea (“sed de aire”) en los esfuerzos respiratorios.
Barorreceptores Arteriales.Barorreceptores Arteriales.
• La estimulación de los barorreceptores de la aorta y de los senos carotídeos por el aumento de la presión arterial puede causar hipoventilación o apnea refleja.
• Una disminución de la presión arterial puede causar una hiperventilación.
• Duración muy breve.
Dolor y TemperaturaDolor y Temperatura• La estimulación de los nervios aferentes
causan un cambio en la respiración.• El dolor causa apnea e hiperventilación• El calentamiento de la piel produce
hiperventilación.• El descenso de la temperatura corporal produce
una disminución de la FR La hiperventilación en la fiebre se debería a la estimulación de termorreceptores
hipotalámicos.
Control voluntario Centros
superiores
Estímulos emocionales
Sistema límbico
CO2, O2, pH
Receptores periféricos
CO2, pH
Receptores centrales
Receptores pulmonares de estiramiento (en
bronquios y bronquiolos)
Receptores de propriocepción
en músculos y tendones Receptores de temperatura
Dolor/calor
VAGO